CN115699428A

CN115699428A - 电池组和包括该电池组的车辆

Info

Publication number: CN115699428A
Application number: CN202280005025.3A
Authority: CN
Inventors: 李相圭; 金智庸
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-01-08
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2023-02-03
Also published as: WO2022149923A1; JP2023527808A; KR20220100450A; JP7512434B2; US20230268612A1; EP4152503A4; EP4152503A1

Abstract

公开了一种电池组和包括该电池组的车辆。根据本发明的一个实施例的电池组包括：电池模块，该电池模块包括多个电池单元；壳体，其容纳所述电池模块，并且包括上盖；以及灭火物质，其被包括在所述壳体的上盖中，以在着火期间下落。

Description

电池组和包括该电池组的车辆

技术领域

本申请要求于2021年1月8日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2021-0002876的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

本公开涉及电池组和包括该电池组的车辆，更具体地，涉及具有灭火(fireextinguishing)功能的电池组和包括该电池组的车辆。

背景技术

随着技术发展和对移动装置的需求增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在相关技术中，镍镉电池或氢离子电池已被用作二次电池，但最近，锂二次电池已被广泛使用，在锂二次电池中，与镍基二次电池相比，它们几乎没有记忆效应，导致自由充电/放电，非常低的自放电率和高能量密度。

这种锂二次电池主要将锂基氧化物和碳材料分别用作正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中设置有分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料和负极活性材料的正极片和负极片，并且在所述正极片和负极片之间插入有隔膜；以及外壳，也即电池壳体，其用于密封和容纳电极组件以及电解质。

锂二次电池包括正极、负极、插置其间的隔膜和电解质，并根据将使用哪种正极活性材料和负极活性材料而分为锂离子电池(LIB)、聚合物锂离子电池(PLIB)等。通常，可以通过将正极活性材料或负极活性材料涂覆在诸如铝或铜的片、网、膜或箔等的集流器上并且然后进行干燥而形成这些锂二次电池的电极。

近来，为了生态友好的目的，使用二次电池的电动车辆的供应已经普及，并且针对由于二次电池的热失控导致的热扩散的强制性标准已经在诸如中国的国家中公布。

在这方面，锂二次电池由于其诸如高工作电压和显著高的能量密度的优点而在当前正处于聚光灯下。然而，锂二次电池使用有机电解质，使得当锂二次电池过充电时，可能发生过电流(overcurrent)和过热，从而在严重的情况下由于爆炸或着火而引起起火的问题。

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种电池组以及包括该电池组的车辆，该电池组能够通过在电池组中出现火焰时熄灭火焰来延迟火焰的传播或防止热扩散。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种电池组，其包括：电池模块，该电池模块包括多个电池单体；壳体，其被配置为在其中容纳所述电池模块，并且包括上盖；以及灭火物质，其设置在壳体的上盖中，以在出现火焰时下落。

此外，上盖包括：其中形成有至少一个孔的下板；位于所述下板的上侧并通过火焰变形的变形层；以及联接到所述下板以覆盖所述灭火物质的上板，其中，所述灭火物质可设置在所述变形层中。

并且，变形层可以由乙烯基材料或塑料制成，所述乙烯基材料或塑料是在火焰中熔化的材料，以便当火焰出现时允许灭火物质通过下板的孔落下。

另外，灭火物质可以包括灭火液体或灭火粉末。

并且，灭火物质可包括Novec。

此外，固定部可以形成在变形层的两端，并且与固定部接触的止动件可以形成在上板或下板中。

并且，固定部可以通过具有大于变形层的厚度而形成为向上突出。

此外，所述止动件可以形成在所述下板的两端，并且可以设置成使得所述止动件的至少一部分被所述固定部卡住。

并且，所述止动件可包括从所述下板的端部向上延伸的第一部分；从所述第一部分垂直延伸的第二部分；以及从所述第二部分垂直延伸的第三部分，其中，所述第三部分可设置成由所述固定部卡住。

同时，在本发明的另一方面中，提供了一种包括电池组的车辆。

有利效果

根据本公开的实施例，由于设置在壳体的上盖中的灭火物质被允许落入火焰中，所以存在当在电池组中出现火焰时通过灭火来延迟火焰传播或防止热扩散的效果。

附图说明

图1是示意性地示出根据本公开的第一实施例的电池组的分解立体图。

图2是示意性地示出根据本公开的第一实施例的电池组中的上盖的截面图。

图3是示意性地示出根据本公开的第二实施例的电池组中的上盖的截面图。

图4是示意性地示出根据本公开的第二实施例的电池组中形成有固定部的变形层的立体图。

图5是示意性地示出根据本公开的第二实施例的电池组中形成有止动件的下板的立体图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。应理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是应基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则，根据对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。因此，在此提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等效和修改。

在附图中，为了描述的方便和清楚，每个组件或构成该组件的特定部分的尺寸被放大，省略或示意性地示出。因此，每个组件的尺寸不全面反映实际尺寸。当确定相关的已知功能或配置的详细描述可能不必要地模糊本公开的要点时，将省略这种描述。

如本文所用，术语'联接'或'连接'不仅指一个构件和另一个构件直接联接或直接连接的情况，而且是指一个构件通过接合构件间接联接或间接连接到另一个构件的情况。

图1是示意性地示出根据本公开的第一实施例的电池组的分解立体图，图2是示意性地示出根据本公开的第一实施例的电池组中的上盖的截面图。

参照图1和图2，根据本公开的实施例的电池组10包括电池模块100、壳体200和灭火物质300。

电池模块100包括多个电池单元(未示出)。电池单元可以被提供为各种类型，例如圆柱型、方型或袋型。在下文中，为了便于描述，将主要描述电池单元为袋型的情况。

多个电池单元可以以各种形式堆叠在彼此上。例如，电池单元容纳在盒组件(未示出)中，并且多个盒组件可以堆叠在彼此上。然而，多个电池单元的堆叠方法不限于此并且可以改变。

此外，容纳电池单元的盒组件可以通过塑料的注塑成型来制造。连接器元件或端子元件可以设置在盒组件中。连接器元件可以包括例如各种类型的电连接部件或连接构件，以连接到能够提供关于电池单元的电压或温度的数据的电池管理系统(BMS，未示出)。

此外，作为连接到电池单元的主端子的端子元件包括正极端子和负极端子，并且端子螺栓(terminal bolt)设置在端子元件中以电连接到外部。同时，电池单元可以具有各种形状。

电池单元包括电极引线(未示出)，并且设置在电池单元中的电极引线是一种暴露于外部并连接到外部装置的端子，并且可以由导电材料制成。

电极引线可以包括正极引线和负极引线。正极引线和负极引线可以相对于电池单元的纵向方向以相反的方向布置，或者正极引线和负极引线可以相对于电池单元的纵向方向以相同的方向布置。

正极引线和负极引线可以由各种材料制成。例如，正极引线可以由铝材料制成，负极引线可以由铜材料制成。

电极引线可以电联接到汇流条(未示出)。电池单元可以具有这样的结构：其中，根据电池容量堆叠多个以正极板-隔膜-负极板的顺序布置的单元电池或多个以正极板-隔膜-负极板-隔膜-正极板-隔膜-负极板的顺序布置的双电池。

电池模块100容纳在壳体200中。壳体200可以以各种方式提供。例如，参照图1，壳体200可包括下盖220和上盖210，电池模块100插入下盖220中，上盖210联接到下盖220以封闭电池模块100。

上盖210包括下板211，变形层217和上板219。

参照图2，下板211设置为具有各种形状的板，并且至少一个孔212形成在下板211中。然后，当产生火焰并且将在后面描述的变形层217熔化时，灭火物质300通过下板211的孔212落下。

下板211可以由各种材料制成，例如，诸如钢的金属材料，以甚至在火焰中也保持孔212的形状。然而，下板211的材料不限于此。

变形层217设置在下板211的上侧，并且设置为通过火焰而变形。由火焰导致的变形可以变化，例如，形状可以通过由火焰导致的熔化而变形。

此外，变形层217可以由乙烯基材料(vinyl)或塑料制成，其是通过火焰而熔化的材料。在下文中，为了便于描述，将主要描述变形层217是乙烯基材料的情况。

当火焰在电池组10内的电池模块100中开始时，火焰通过下板211的孔212熔化由乙烯基材料制成的变形层217。然后，当产生火焰并且变形层217全部熔化时，被变形层217阻挡的下板211的孔212完全打开，因此位于变形层217上的灭火物质300通过下板211的孔212落下以除去火焰。

上板219联接到下板211以覆盖灭火物质300。即，灭火物质300设置在上板219和下板211之间的封闭空间中。这里，由于由乙烯基材料制成的变形层217位于下板211的上侧，所以灭火物质300设置在由乙烯基材料制成的变形层217上。

灭火物质300设置在壳体200的上盖210中。例如，灭火物质300设置在上盖210的上板219和下板211之间的封闭空间中，并且当电池组10内的电池单元或电池模块100中出现火焰时，灭火物质300下落到出现火焰的点以除去火焰。

这里，灭火物质300可以包括灭火液体或灭火粉末。也就是说，只要灭火物质300能够灭火，灭火物质300可以是液体或粉末。例如，灭火物质300可被构造成包括Novec。然而，灭火物质300不限于此，并且只要灭火功能是可能的，可以包括各种液体或粉末型材料。

在下文中，将参考附图描述根据本公开的第一实施例的电池组10的操作和效果。

电池组10的壳体200包括上盖210，其中上盖210包括下板211、变形层217和上板219。孔212形成在下板211中。而且，变形层217由乙烯基材料等制成以通过火焰变形，并且布置在下板211上，并且上板219联接到下板211以形成封闭空间。

灭火物质300包括灭火液体或灭火粉末，并且在上板219和下板211之间的封闭空间中位于变形层217上。

此外，当在电池组10内部起火并产生火焰时，作为变形层217的乙烯基材料被火焰的热量熔化，从而使由变形层217阻挡的下板211的孔212完全打开。

此时，灭火物质300通过重力经由下板211的孔212下落到存在火焰的点以执行灭火功能。

因此，存在当在电池组10中出现火焰时通过熄灭火焰来延迟火焰传播或防止热扩散的效果。

图3是示意性地示出根据本公开的第二实施例的电池组10中的上盖210的截面图，并且图4是示意性地示出根据本公开的第二实施例的电池组10中形成有固定部218的变形层217的立体图。此外，图5是示意性地示出根据本公开的第二实施例的电池组10中形成有止动件213的下板211的立体图。

在下文中，将参考附图描述根据本公开的第二实施例的电池组10的操作和效果。然而，与根据本公开的第一实施例的电池组10中描述的那些相同的描述将被上述描述替代。

参见图3至图5，第二实施例与第一实施例的不同之处在于，固定部218形成在变形层217中，并且止动件213形成在下板211中。

如果形成在下板211中的孔212的尺寸小，则即便事实上由乙烯基材料制成的变形层217被布置在下板211上并且灭火液体或灭火粉末被放置在变形层217上，变形层217也不会通过下板211的孔212下降。

然而，如果形成在下板211中的孔212的尺寸大于预定范围内的尺寸，则由于放置在变形层217上的灭火液体或灭火粉末的重量，变形层217的一部分下降到形成在下板211中的孔212中。

为了防止这种情况，需要能够从变形层217的两侧拉住变形层217的结构。为此，在第二实施例中，固定部218形成在变形层217中，并且止动件213形成在下板211中。

参照图3和图4，固定部218形成在变形层217的两端。这里，固定部218可以由与变形层217相同的材料制成，或者可以由不同的材料制成。例如，当变形层217由乙烯基材料制成时，固定部218由塑料制成并且可以固定地联接到乙烯基材料。

此外，固定部218被设置为具有大于变形层217的厚度的厚度，并且被形成为向上突出高于变形层217。即，固定部218在高度方向上的厚度比变形层217在高度方向上的厚度厚。

参照图3和图5，止动件213形成在下板211中。这里，止动件213可以形成在上板219或下板211中，但是在下文中，为了便于描述，将主要描述止动件213形成在下板211中的情况。

止动件213形成在下板211的两端处并与固定部218接触，如图3所示。即，止动件213的至少一部分设置为由固定部218卡住。

例如，止动件213可被构造成包括第一部分214，第二部分215和第三部分216。

第一部分214从下板211的端部向上延伸。而且，第二部分215以预定角度(例如，垂直地)从第一部分214延伸。并且，第三部分216从第二部分215以预定角度(例如垂直地)延伸。

这里，参照图5，通过止动件213的第一部分214、第二部分215和第三部分216形成了其中第三部分216侧开口的预定空间，并且参照图3，形成在变形层217的两端处的固定部218被构造成插入该空间中。

因此，第三部分216被固定部218卡住，并且即使灭火液体或灭火粉末被放置在变形层217上，也防止变形层217的一部分下降到形成在下板211中的孔212中。

同时，根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括上述电池组10。电池组10可以用在使用电力的各种机器或装置中，并且例如可以设置在电动车辆上，特别是电动车辆的地板下。在此，电动车辆不仅可以包括纯电力驱动的电动车辆，而且还可以包括与电能一起使用其他能量的混合动力车辆。

已经详细描述了本发明。然而，应当理解的是，尽管指出了本公开的优选实施例，但详细描述和具体示例仅通过说明的方式给出，因为根据该详细描述，本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。

工业实用性

本公开涉及一种电池组和包括该电池组的车辆，并且具体地，可以用在与二次电池相关的行业中。

Claims

1.一种电池组，所述电池组包括：

电池模块，所述电池模块包括多个电池单元；

壳体，所述壳体被配置为在其中容纳所述电池模块，并且包括上盖；以及

灭火物质，所述灭火物质设置在所述壳体的所述上盖中，以在出现火焰时下落。

2.根据权利要求1所述的电池组，

其中，所述上盖包括；下板，在所述下板中形成有至少一个孔；变形层，所述变形层位于所述下板的上侧并通过火焰而变形；以及上板，所述上板联接到所述下板以覆盖所述灭火物质，其中，所述灭火物质设置在所述变形层上。

3.根据权利要求2所述的电池组，

其中，所述变形层由作为在火焰中熔化的材料的乙烯基材料或塑料制成，以便允许所述灭火物质在火焰出现时通过所述下板的所述孔下落。

4.根据权利要求1所述的电池组，

其中，所述灭火物质包括灭火液体或灭火粉末。

5.根据权利要求1所述的电池组，

其中，所述灭火物质包括Novec。

6.根据权利要求3所述的电池组，

其中，在所述变形层的两端处形成有固定部，并且在所述上板或所述下板中形成有与所述固定部接触的止动件。

7.根据权利要求6所述的电池组，

其中，所述固定部形成为通过具有大于所述变形层的厚度的厚度而向上突出。

8.根据权利要求7所述的电池组，

其中，所述止动件形成在所述下板的两端处，并且被设置成使得所述止动件的至少一部分被所述固定部卡住。

9.根据权利要求8所述的电池组，

其中，所述止动件包括：从所述下板的端部向上延伸的第一部分；从所述第一部分垂直延伸的第二部分；以及从所述第二部分垂直延伸的第三部分，其中，所述第三部分设置为被所述固定部卡住。

10.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1至9中任一项所述的电池组。